Alta concentración de ácido nítrico

Proceso

El ácido nítrico forma un azeótropo con agua a alrededor de 68 % masa de ácido nítrico y un punto de ebullición de 122 °C a presión atmosférica. Para evitar un azeótropo acuoso, el uso de ácido sulfúrico concentrado altamente higroscópico como agente extractivo es la opción ideal. Este puede separarse fácilmente del ácido nítrico y del agua y permanece líquido en todo el rango de temperaturas de trabajo, lo que facilita el funcionamiento, la puesta en marcha y la detención del equipo de proceso. En el diagrama mostrado a continuación puede verse que el azeótropo desaparece a una concentración de ácido sulfúrico superior a 50 % masa. Con el fin de minimizar los esfuerzos de reciclaje del ácido sulfúrico diluido, el ácido nítrico debe preconcentrarse.

Por tanto, es ventajoso efectuar una preconcentración del ácido nítrico de baja concentración hasta un valor cercano a 68 % masa mediante una simple rectificación. Dicha rectificación puede realizarse a presión atmosférica. Durante este proceso, el ácido nítrico preconcentrado sale de la columna por la parte inferior y el agua por la parte superior. El ácido nítrico preconcentrado se somete entonces a una concentración por rectificación extractiva con ácido sulfúrico en la columna K1, lo que da como resultado ácido nítrico de alta concentración, NOx y ácido sulfúrico diluido. El ácido sulfúrico diluido se reconcentra entonces en un sistema de concentración de ácido sulfúrico que forma parte del equipo de concentración de ácido nítrico. El ácido nítrico concentrado que contiene NOx es procesado con aire en una denominada columna de blanqueo K2, obteniéndose así un ácido nítrico “claro” (purificado) con una concentración de 99,8 % masa. Los gases de NOx extraídos se envían entonces a una columna de absorción acuosa, donde son convertidos con aire a presión en ácido nítrico de 50 - 65 % masa. El contenido de NOx en el gas de salida puede reducirse a menos de 100 ppm.  

El diagrama de flujo muestra la compleja integración de los pasos de proceso:

• Preconcentración
• Alta concentración
• Blanqueo
• Absorción de NOx
• Recuperación de ácido sulfúrico

Cada paso concreto influye en los demás pasos y con ello en la eficacia total del proceso. De Dietrich Process Systems ha optimizado cada paso de proceso y su combinación durante décadas y posee patentes que reducen el consumo de energía.

Descripción del equipamiento

El ácido nítrico a alta temperatura en una concentración superior al punto azeotrópico es corrosivo para la mayoría de clases de acero inoxidable. Además, el uso ventajoso de ácido sulfúrico como agente extractivo requiere materiales altamente resistentes a la corrosión. Por ello, el vidrio de borosilicato 3.3 y el acero esmaltado son materiales ideales para la fabricación y el funcionamiento fiable de tales equipos de proceso. El diseño y la fabricación de componentes de estos materiales requieren un profundo conocimiento de su aplicación en el proceso y de las características de los materiales en cuestión. Nuestra propia planta de producción fabrica intercambiadores de calor, calderas horizontales QVF®, tuberías y columnas dotadas de relleno y otros dispositivos internos. Ello convierte a De Dietrich Process Systems en un colaborador único, ya que la empresa se responsabiliza tanto del proceso como de los componentes, lo cual es extremadamente ventajoso a la hora de implementar tales procesos corrosivos.